Inramning (konstruktion)

Ett hus med trästomme under uppbyggnad – i det här exemplet på plattformsinramning urskiljs platsen för övervåningen lätt av de breda reglarna mellan golven, och den övre strukturen vilar på denna plattform.

Uppförandet av en träram i Sabah, Malaysia

Inramning , i konstruktion , är monteringen av delar för att ge en struktur stöd och form. Inramningsmaterial är vanligtvis trä , konstruerat trä eller konstruktionsstål . Alternativet till inramad konstruktion kallas generellt för massväggkonstruktion , där horisontella lager av staplade material såsom timmerbyggnad , murverk , rammad jord , adobe etc. används utan inramning. ^{[ citat behövs ]}

Byggnadsinramning delas in i två breda kategorier, tunga ramkonstruktioner (tung ramkonstruktion) om de vertikala stöden är få och tunga såsom i timmer inramning , stolpbyggnadsinramning eller stålram ; eller lätt ramkonstruktion (light-framing) om stöden är fler och mindre, såsom ballong, plattform eller lätt stålram. Lätt ramkonstruktion med standardiserat dimensionellt virke har blivit den dominerande konstruktionsmetoden i Nordamerika och Australien på grund av metodens ekonomi; Användning av minimalt konstruktionsmaterial gör att byggare kan omsluta ett stort område till minimal kostnad samtidigt som de uppnår en mängd olika arkitektoniska stilar.

Moderna lätta ramstrukturer får vanligtvis hållfasthet från styva paneler ( plywood och andra plywoodliknande kompositer som oriented strand board (OSB) som används för att bilda hela eller delar av väggsektioner), men fram till nyligen använde snickare olika former av diagonalstag för att stabilisera väggar. Diagonalstag förblir en viktig inre del av många taksystem, och vindstag i väggar krävs enligt byggregler i många kommuner eller av enskilda delstatslagar i USA. Särskilda inramade klippväggar blir allt vanligare för att hjälpa byggnader att uppfylla kraven för jordbävningsteknik och vindteknik .

Historia

Historiskt sett monterade man naturligt formade trästolpar som ramverk och började sedan använda fogar för att förbinda timret, en metod som idag kallas traditionell timmerstomme eller stockinramning. I USA ersattes timmerkonstruktion med ballonginramning med början på 1830-talet. Ballonginramning använder sig av många lätta väggelement som kallas reglar snarare än färre, tyngre stöd som kallas stolpar; ballongramskomponenter spikas ihop istället för att monteras med snickerier . Dubbarna i en ballongram sträcker sig två våningar från tröskel till tallrik. Plattformsinramning ersatte ballonginramning och är standardmetoden för träinramning idag. Namnet kommer från att varje våningsplan har ramats in som en separat enhet eller plattform.

Ramkonstruktion användes sällan i Skandinavien före 1900-talet på grund av den rikliga tillgången på trä, ett överflöd av billig arbetskraft och den överlägsna värmeisoleringen av stockar; därför tog inte timmerstommar fart där först för ouppvärmda byggnader som gårdsbyggnader, uthus och sommarvillor och för hus förrän väggisoleringen utvecklades.

Delar av en ballongram

Väggar

Vägginramning i huskonstruktioner inkluderar de vertikala och horisontella delarna av ytterväggar och invändiga skiljeväggar, både av bärande väggar och icke-bärande väggar. Dessa stickelement , som kallas reglar , väggplattor och överliggare (ibland kallade headers ), fungerar som en spikbas för allt täckmaterial och stödjer de övre golvplattformarna, som ger den sidohållfasta längs en vägg. Plattformarna kan vara den förpackade strukturen av ett tak och tak, eller tak- och golvbjälkarna i berättelsen ovan . Inom byggbranschen benämns tekniken på olika sätt som pinnramning , pinne och plattform , eller pinne och låda , eftersom pinnarna (regeln) ger konstruktionen dess vertikala stöd, och de lådformade golvsektionerna med reglar inneslutna inom längd- lång stolpe och överliggare (vanligen kallade rubriker ), stödjer vikten av vad som helst ovanför, inklusive nästa vägg upp och taket ovanför den översta våningen. Plattformen ger också sidostöd mot vind och håller stickväggarna rätta och fyrkantiga. Alla nedre plattformar stöder vikten av plattformarna och väggarna över nivån på dess komponents huvud och reglar.

Inramningsvirke är föremål för reglerade standarder som kräver en kvalitetsstämpel och en fukthalt som inte överstiger 19 % .

Det finns fyra historiskt vanliga metoder för att rama in ett hus.

Stolpe och balk , som numera används övervägande i ladugårdsbyggande.
Braced Frame Construction, även känd som Full Frame, Half Frame, New England Braced Frame, Combination Frame en tidig form av lätt inramning som överlevde in på 1940-talet i nordöstra USA, definierad av den fortsatta användningen av gjorda, hörnstolpar och hängslen , oftast tappade, spetsade och fästa med spikade dubbar.
Ballonginramning med en teknik som hängde upp golv från väggarna var vanligt fram till slutet av 1940-talet, men sedan dess har plattformsinramning blivit den dominerande formen av husbyggande.
Plattformsinramning bildar ofta väggsektioner horisontellt på undergolvet före uppförande, vilket underlättar placeringen av reglar och ökar noggrannheten samtidigt som den nödvändiga arbetskraften minskar. Topp- och bottenplåtarna är ändspikade på varje stift med två spikar som är minst . 83 mm långa ( 16d eller 16 penny spikar) Dubbarna är åtminstone dubblerade (skapar stolpar) vid öppningar, varvid dubben skärs för att ta emot överliggarna (huvuden) som placeras och spikas genom de yttre dubbarna.

Väggbeklädnad, vanligtvis en plywood eller annat laminat, appliceras vanligtvis på inramningen före montering, vilket eliminerar behovet av byggnadsställningar , och återigen ökar hastigheten och minskar personalbehov och kostnader. Vissa typer av ytterhölje, såsom asfaltimpregnerad fiberskiva , plywood , orienterad strandskiva och waferboard , kommer att ge tillräcklig stöd för att motstå sidobelastningar och hålla väggen rak. (Konstruktionskoder i de flesta jurisdiktioner kräver en styv plywoodhölje.) Andra, såsom styv glasfiber, asfaltbelagd fiberskiva, polystyren eller polyuretanskiva , gör det inte. I det senare fallet bör väggen förstärkas med en diagonal stag av trä eller metall i reglarna. I jurisdiktioner som utsätts för kraftiga vindstormar (orkanländer, tornadogränder ) kommer lokala lagar eller statlig lag i allmänhet att kräva både diagonala vindstag och den styva yttre manteln oavsett typ och typ av yttre väderbeständiga beläggningar.

Hörn

En stolpe med flera dubbar som består av minst tre dubbar, eller motsvarande, används vanligtvis vid yttre hörn och korsningar för att säkra ett bra fäste mellan angränsande väggar och för att ge spikstöd för invändig ytbehandling och yttre mantel. Hörn och korsningar måste dock ramas in med minst två reglar.

Spikstöd för takets kanter krävs vid skarvningen av vägg och tak där skiljeväggar löper parallellt med takbjälklaget. Detta material kallas vanligtvis död ved eller baksida.

Ytterväggsreglar

Vägginramning i huskonstruktioner inkluderar de vertikala och horisontella delarna av ytterväggar och invändiga skiljeväggar. Dessa element, som kallas reglar , väggplattor och överliggare, fungerar som spikunderlag för allt täckmaterial och stödjer de övre våningarna, taket och taket.

Ytterväggsreglar är de vertikala element som väggbeklädnaden och beklädnaden är fästa vid. De stöds på en bottenplatta eller grundtröskel och stöder i sin tur toppplattan. Dubbar består vanligtvis av 1 + 1 ⁄ 2 x 3 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 89 mm) eller 1 + 1 ⁄ 2 tum × 5 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 140 mm) timmer och är vanligtvis placerade vid 16 tum (410 mm) i mitten. Detta avstånd kan ändras till 12 eller 24 tum (300 eller 610 mm) i mitten beroende på belastningen och de begränsningar som följer av typen och tjockleken på väggbeklädnaden som används. Bredare 1 + 1 ⁄ 2 tum × 5 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 140 mm) reglar kan användas för att ge utrymme för mer isolering . Isolering utöver vad som kan rymmas inom ett 3 + 1 ⁄ 2 tum (89 mm) dubbutrymme kan också tillhandahållas på andra sätt, såsom styv eller halvstyv isolering eller vadder mellan 1 + 1 ⁄ 2 tum × 1 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 38 mm) horisontella pälsremsor , eller styv eller halvstyv isoleringsmantel på utsidan av reglarna. Reglarna är fästa på horisontella övre och nedre väggplattor av 1 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm) timmer som har samma bredd som reglarna.

Invändiga skiljeväggar

Invändiga skiljeväggar som stöder golv- , tak- eller taklaster kallas bärande väggar; andra kallas icke-bärande eller helt enkelt partitioner. Invändiga bärande väggar ramas in på samma sätt som ytterväggar. Dubbarna är vanligtvis 1 + 1 ⁄ 2 tum × 3 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 89 mm) timmer med ett avstånd på 16 tum (410 mm) i mitten. Detta avstånd kan ändras till 12 eller 24 tum (300 eller 610 mm) beroende på de belastningar som uppbärs och typen och tjockleken på väggytan som används.

Skiljeväggar kan byggas med 1 + 1 ⁄ 2 tum × 2 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 64 mm) eller 1 + 1 ⁄ 2 tum × 3 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 89 mm) reglar placerade på 16 eller 24 tum (410 eller 610 mm) på mitten beroende på typen och tjockleken på väggfinishen som används. Där en skiljevägg inte innehåller en svängdörr, 1 + 1 ⁄ 2 tum × 3 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm × 89 mm) dubbar på 16 tum (410 mm) på mitten ibland med den breda ytan på regeln parallellt med väggen. Detta görs vanligtvis endast för skiljeväggar som omsluter klädskåp eller skåp för att spara utrymme. Eftersom det inte finns någon vertikal last som ska bäras upp av skiljeväggar, kan enkla reglar användas vid dörröppningar. Öppningen av öppningen kan överbryggas med en enda bit av 1 + 1 ⁄ 2 tum (38 mm) timmer med samma bredd som reglarna. Dessa element ger ett spikstöd för väggfinish, dörrkarmar och trim .

Lintels (rubriker)

Överliggare (eller rubriker) är de horisontella delarna placerade över fönster, dörrar och andra öppningar för att bära laster till de angränsande reglarna. Överliggare är vanligtvis konstruerade av två stycken av 2 tum (nominellt) (38 mm) timmer separerade med distanser till reglarnas bredd och spikade ihop för att bilda en enda enhet. Överliggare spikas övervägande ihop utan distanser för att bilda en solid balk och tillåta att den kvarvarande håligheten fylls med isolering från insidan. Det föredragna distansmaterialet är styv isolering. Djupet på en överliggare bestäms av bredden på öppningen och vertikala laster som stöds.

Väggsektioner

De kompletta väggsektionerna höjs sedan och sätts på plats, tillfälliga stag läggs till och bottenplattorna spikas genom undergolvet till golvramselementen. Stagen bör ha sin större dimension på vertikalen och ska tillåta justering av väggens vertikala läge.

När de sammansatta sektionerna är lodade spikas de ihop i hörnen och korsningarna. En remsa av polyeten placeras ofta mellan innerväggarna och ytterväggen och ovanför den första toppplattan av innerväggar innan den andra toppplattan appliceras för att uppnå kontinuitet i luftbarriären när polyeten fyller denna funktion.

En andra toppplatta, med skarvar förskjutna minst ett regelutrymme bort från skarvarna i plåten under, läggs sedan till. Denna andra toppplatta överlappar vanligtvis den första plattan vid hörnen och skiljeväggskorsningarna och, när den spikas på plats, ger den en extra koppling till de inramade väggarna. Om den andra toppplattan inte överlappar plattan omedelbart under vid hörn- och skiljevägskorsningar, kan dessa bindas med 0,036 tum (0,91 mm) galvaniserade stålplåtar som är minst 3 tum (76 mm) breda och 6 tum (150 mm) långa, spikas med minst tre 2 + 1 ⁄ 2 tum (64 mm) spikar på varje vägg.

Stagad ram

Braced Frame Construction , även känd som Full Frame, Half Frame, New England Braced Frame, Combination Frame en tidig form av lätt inramning utvecklades från den tyngre timmerramen som föregick den. Det definieras av den fortsatta användningen av gjordar, hörnstolpar och hängslen. Delarna är urtagna, spetsade och fästa med dubbarna som spikas fast på bågarna och trösklarna. På grund av den tidiga introduktionen av sågverk (så tidigt som 1635 i New Hampshire) använde sig redan 1637 timmerstommar i nordost av lätta reglar mellan de tyngre hörnen. Norman Isham skriver i, "ibland täcktes ramen med vertikal bräda som applicerades på trösklarna, plattorna och bågarna utan någon mellanliggande inramning, men i ett större antal hus är utrymmena mellan det tyngre virket fyllda med lättare vertikala pinnar som kallas reglar. ” Tillväxten av en spiktillverkningsindustri i början av 1800-talet gjorde att ramen blev ännu snabbare att montera med några av de första maskinerna som utvecklades i slutet av 1700-talet i Massachusetts. Jacob Perkins från Newburyport, Massachusetts uppfann en maskin som kunde producera 10 000 spikar om dagen.

Tre däcksbyggnader i New England byggdes vanligen med denna form, som anges på periodiska bygglov som "bortfallen ram".

Dess användning överlevde in på 1940-talet i nordöstra USA, när den gradvis ersattes av plattformsramen.

Ballong inramning

Ett ovanligt exempel på ballonginramning: The Jim Kaney Round Barn, Adeline, Illinois, USA

Ballonginramning är en metod för träkonstruktion – även känd som "Chicago-konstruktion" på 1800-talet – som främst används i områden rika på barrskogar : Skandinavien , Kanada , USA fram till mitten av 1950-talet och runt Thetford Forest i Norfolk , England . Namnet kommer från en fransk Missouri-typ av konstruktion, maison en boulin , boulin är en fransk term för ett horisontellt ställningsstöd.

Ballonginramning använder långa sammanhängande inramningselement ( väggreglar ) som löper från tröskelplattan till toppplattan, med mellanliggande golvstrukturer som släpps in och spikas vid dem. Här skulle höjderna på fönsterbrädorna, rubrikerna och nästa våningshöjd markeras ut på reglarna med en våningsstolpe . En gång populär när det fanns gott om långvirke, har ballonginramning till stor del ersatts av plattformsinramning .

Det är inte säkert vem som introducerade ballonginramning i USA. Den första byggnaden som använde ballonginramning var dock möjligen ett lager byggt 1832 i Chicago , Illinois , av George Washington Snow eller Augustine Deodat Taylor. Båda männen anlände till Chicago från New England, där användningen av lätt ramvirke redan var vanlig. Arkitektkritikern Sigfried Giedion citerade Chicago-arkitekten John M. Van Osdels tillskrivning från 1880-talet, såväl som AT Andreas 1885 History of Chicago, för att kreditera Snow som "uppfinnaren av ballongrammetoden". År 1833 byggde Augustine Taylor (1796–1891) St. Mary's Catholic Church i Chicago med hjälp av ballonginramningsmetoden.

På 1830-talet publicerade Hoosier Solon Robinson artiklar om ett revolutionerande nytt ramsystem, kallat "ballonginramning" av senare byggare. Robinsons system krävde standard 2x4 timmer, spikade ihop för att bilda ett robust, lätt skelett. Byggare var ovilliga att använda den nya tekniken, men på 1880-talet var någon form av 2x4-inramning standard.

Alternativt kan en föregångare till ballongramen ha använts av fransmännen i Missouri så mycket som trettioen år tidigare.

Även om det fanns gott om timmer i 1800-talets Amerika, var det inte kvalificerad arbetskraft. Tillkomsten av billiga maskingjorda spikar, tillsammans med vattendrivna sågverk i början av 1800-talet gjorde ballongramverket mycket attraktivt, eftersom det inte krävde särskilt skickliga snickare, vilket gjorde de laxstjärtsförband, hål och tappar som krävdes av post - och- balkkonstruktion . För första gången kunde vilken bonde som helst bygga sina egna byggnader utan en tidskrävande inlärningskurva.

Det har sagts att ballonginramning befolkade västra USA och de västra provinserna i Kanada. Utan den hade västerländska boomtowns verkligen inte kunnat blomma ut över en natt. Det är också troligt att ballonginramning, genom att radikalt minska byggkostnaderna, förbättrade skyddsmöjligheterna för fattigare nordamerikaner. ^{[ citat behövs ]} Men ballonginramning krävde mycket långa dubbar och eftersom höga träd var utmattade på 1920-talet blev plattformsinramning utbredd.

Den största skillnaden mellan inramning av plattform och ballong är vid golvlinjerna. Ballongväggarna sträcker sig från tröskeln på den första våningen hela vägen till den övre plattan eller ändbalken på den andra våningen. Den plattformsramade väggen är däremot oberoende för varje våningsplan.

Material

Material med lätta ramar är oftast trä eller rektangulärt stål, rör eller C-kanaler. Träbitar är vanligtvis anslutna med spikfästen, spikar eller skruvar; stålstycken är anslutna med pan-head ramskruvar eller muttrar och bultar. Föredragna arter för linjära strukturelement är barrträd såsom gran, tall och gran. Lätt rammaterials dimensioner sträcker sig från 38 x 89 mm (1,5 x 3,5 tum); dvs ett dimensionsnummer två gånger fyra till 5 cm gånger 30 cm (två gånger tolv tum) i tvärsnittet och längder från 2,5 meter (8,2 fot) för väggar till 7 meter (23 fot) eller mer för reglar och takbjälkar. Nyligen, ^{[ när? ]} arkitekter har börjat experimentera med förskurna modulära aluminiumramar för att minska byggkostnaderna på plats.

Väggpaneler byggda av reglar avbryts av sektioner som ger grova öppningar för dörrar och fönster . Öppningar överspänns vanligtvis av ett huvud eller överliggare som bär vikten av strukturen ovanför öppningen. Headers är vanligtvis byggda för att vila på trimmers , även kallade jacks. Områden runt fönster definieras av en tröskel under fönstret och krymplingar, som är kortare reglar som sträcker sig över området från bottenplattan till tröskeln och ibland från toppen av fönstret till en rubrik, eller från en header till en toppplatta . Diagonala stag gjorda av trä eller stål ger skjuvning (horisontell hållfasthet) liksom paneler av plåt som spikas på reglar, trösklar och samlingar. ^{[ citat behövs ]}

Inramning av metall med bultar

Väggsektioner inkluderar vanligtvis en bottenplatta som är fäst vid strukturen av ett golv, och en eller oftare två toppplattor som binder ihop väggar och ger ett lager för strukturer ovanför väggen. Golvramar av trä eller stål inkluderar vanligtvis en fälgregel runt omkretsen av ett system av golvbjälkar, och inkluderar ofta överbryggande material nära mitten av ett spann för att förhindra buckling i sidled av spännelementen. Vid tvåvåningskonstruktion lämnas öppningar i golvsystemet för ett trapphus, där trappsteg och trappsteg oftast är fästa på kvadratiska ytor utskurna i sluttande trappsteg. ^{[ citat behövs ]}

Invändiga väggbeklädnader i lätta ramkonstruktioner inkluderar vanligtvis väggskivor , ribbor och gips eller dekorativa träpaneler . ^{[ citat behövs ]}

ytbehandlingar för väggar och tak inkluderar ofta plywood- eller kompositbeklädnad , tegel- eller stenfaner och olika stuckaturer . Hålrum mellan reglarna, vanligtvis placerade 40–60 cm (16–24 tum) från varandra, är vanligtvis fyllda med isoleringsmaterial , såsom glasfibervadd , eller cellulosafyllning ibland gjord av återvunnet tidningspapper behandlat med bortillsatser för att förebygga brand och bekämpa ohyra . ^{[ citat behövs ]}

I naturlig byggnad kan halmbalar , cob och adobe användas för både ytter- och innerväggar .

Den del av en strukturell byggnad som går diagonalt över en vägg kallas en T-stång. Det hindrar väggarna från att kollapsa i byiga vindar. ^{[ citat behövs ]}

Tak

En byggnadsarbetare som lägger tak på ett hem i Phoenix , Arizona

Ett tidigt steg i att rama in ett tak i USA c. 1955. Snickaren bär två takbjälkar som är sammanfogade med en nockstolpe för att sätta dem på plats längst ut på konstruktionen.

Tak byggs vanligtvis för att ge en sluttande yta avsedd att fälla regn eller snö, med sluttningar som sträcker sig från 1:15 (mindre än en tum per linjär fot av horisontell spännvidd), till branta sluttningar på mer än 2:1. En lätt ramkonstruktion byggd mestadels innanför sluttande väggar som också fungerar som tak kallas en A-ram .

I Nordamerika är tak ofta täckta med bältros gjorda av asfalt, glasfiber och liten grusbeläggning, men ett brett utbud av material används. Smält tjära används ofta för att vattentäta plattare tak, men nyare material inkluderar gummi och syntetmaterial. Stålpaneler är populära takbeläggningar i vissa områden, föredragna för sin hållbarhet. Skiffer- eller tegeltak erbjuder mer historiska beläggningar för tak med lätta ramar.

Ljusrammetoder möjliggör enkel konstruktion av unika takdesigner; valmtak lutar till exempel mot väggar på alla sidor och är sammanfogade vid valmtak som sträcker sig från hörn till en nock. Dalar bildas när två sluttande takpartier dränerar mot varandra. Dormers är små områden där vertikala väggar avbryter en taklinje och som toppas av sluttningar i vanligtvis rät vinkel mot en huvudtaksektion. Gavlar bildas när en längdsektion av sluttande tak slutar för att bilda en triangulär väggsektion. Clerestories bildas av ett avbrott längs lutningen av ett tak där en kort vertikal vägg förbinder det med en annan taksektion. Platta tak, som vanligtvis inkluderar åtminstone en nominell lutning för att släppa vatten, är ofta omgivna av bröstvärnväggar med öppningar (kallade skurar ) för att tillåta vatten att rinna ut. Sluttande syrsor är inbyggda i tak för att leda bort vatten från områden med dålig dränering, till exempel bakom en skorsten i botten av en sluttande sektion.

Strukturera

Ljusramsbyggnader i områden med grunda eller obefintliga tjäldjup uppförs ofta på monolitiska betongplattor som fungerar både som golv och som stöd för strukturen. Andra lätta byggnader byggs över en krypgrund eller en källare , med trä- eller stålbjälkar som används för att spänna mellan grundväggar, vanligtvis konstruerade av gjuten betong eller betongblock .

Konstruerade komponenter används vanligtvis för att bilda golv-, tak- och takkonstruktioner i stället för massivt trä. I-bjälkar (slutna vävstolar) är ofta gjorda av laminerat trä, oftast avhugget poppelträ , i paneler så tunna som 1 cm (0,39 tum), limmade mellan horisontellt laminerade delar på mindre än 4 cm gånger 4 cm ( två- by-twos ), för att spänna över avstånd på så mycket som 9 m (30 fot). Bjälklag och takbjälkar är ofta utformade av 4 cm gånger 9 cm ( två gånger fyra ) träelement för att ge stöd för golv, taksystem och takfinish.

Inramning av plattformar var traditionellt begränsad till fyra våningar, men vissa jurisdiktioner har ändrat sina byggregler för att tillåta upp till sex våningar med extra brandskydd.

Se även

Kanada Mortgage and Housing Corporation (2005). Kanadensisk träramshuskonstruktion . ISBN 0-660-19535-6 .

externa länkar

Lienhard, John H. (1993). Motorerna i vår uppfinningsrikedom . Avsnitt 779. NPR . KUHF-FM Houston. "Ballongramhus" .
Canadian Wood Council – designverktyg för träbyggnad, fallstudier och referenser
"Wood Handbook" Arkiverad 15 mars 2007 på Wayback Machine – trä som tekniskt material